Могу вспомнить десяток случаев, когда горели телефонные станции, но хочу рассказать о двух, каждый из которых по своему интересен. В обеих случаях речь идет об АТС координатной системы, в которых при попадании фазного напряжения в абонентский комплект пересохшие платы и изоляция проводов вспыхивали как спички.
Случай первый (2003 год).
Сначала загорелась АТСК-У, и пошло-поехало: кабели в шахтах, кроссы, системы уплотнения, электрооборудование. Приехали пожарники, поливали пеной. Платы цифровой АТС потом отмывали от пены спиртом ... помогало не очень, пришлось часть выкинуть. Официальная версия причин, изложенная в исковом заявлении оператора: "попадание высокого напряжения на оборудование абонентских номеров вследствие возгорания кабеля электропитания, проложенного в штаб строительства фирмы NNN в зоне строительной площадки".
Расскажу детали, которые слышал от участника событий - за 100% достоверность не ручаюсь, но звучит очень правдоподобно. Из "штаба строительства" кинули 10-парный кабель в бытовку, где сидел сторож. Под телефон занята одна пара, не пропадать же другим ... Для 220 вольт в самый раз - на освещение сечения хватает, лампочки горят. Вечером пятницы сторож включил отопление. Изоляция стала плавиться, фазное напряжение попало в провод абонентской линии и далее в абонентский комплект (желающие проследить прохождение тока могут перейти по ссылке в конце). В результате в ночь с пятницы на субботу узел связи загорелся - несколько десятков тысяч абонентов без телефонной связи и интернета.
Случай второй (тоже начало 2000-х).
Был в командировке в одном замечательном городе и местные связисты попросили разобраться в загадке, которую сами решить не могли. По непонятным причинам загорелся статив АТСК-У. Сработала пожарная сигнализация, прибежал охранник, схватил огнетушитель, но воспользоваться им не сумел (потом выяснили, что огнетушитель был исправен). Результат - расположенная в том же здании ДШАТС заработала через день-два, а вот АТСК-У восстановили через только две недели. Собирали стативы со всей области, и персонал, который мог бы их смонтировать, поменять кабели, прочистить от копоти контакты реле и все настроить. Уже тогда таких специалистов оставалось не так много. Только по междугородной связи потерь немеряно (город-то портовый), об остальном нечего и говорить.
От свинарника до распределительного шкафа телефонной сети был проложена кабельная трасса, составленная из разных кабелей разной емкости, сечения жил и диаметров - в алюминиевом шланге и свинцовой оболочке, под воздушным давлением. Объяснение такому оригинальному техническому решению можно придумать только одно - поменяли кабель на свинину (для 80-х, начала 90-х ничего необычного в этом нет). Важно то, что участок от свинарника до РШ обслуживала бригада линейщиков с междугородки, которая умела работать с кабелями под давлением и компрессорно-сигнальной установкой, от РШ до АТС - линейные монтеры ГТС.
Как все на самом деле произошло, описано ниже.
В кабельных колодцах (КК) кабель лежал на металлических консолях, которые соединялись с заземляющими электродами. Трасса проходила по каменистому склону, изгибаясь среди камней и выходов скальной породы. На протяжении порядка 300 м рядом с ней находилось несколько подстанций и сближений с ЛЭП. На этом участке расстояние между колодцами составляло 30–40 м.
После того, как рядом с трассой, в дополнение к одной высоковольтной подстанции , построили еще две, начались проблемы. Сначала в месте контакта свинцовой оболочки кабеля с консолью колодца в оболочке образовалось отверстие, что было сразу же обнаружено, так как кабель находился под избыточным давлением. Герметичность кабеля была восстановлена, между консолью и оболочкой была проложена изолирующая прокладка. Через некоторое время то же самое произошло в другом колодце. Так продолжалось несколько раз до тех пор, пока на АТС не произошел пожар.
Очевидно, что причиной аварии стало влияние подстанций и ЛЭП, рядом с которыми проходила кабельная трасса. При коммутациях линий и изменении нагрузки в заземляющие устройства электроустановок могут стекать токи в сотни ампер. Было было предложено следующее объяснение причин аварии.
Рассмотрим механизм возникновения перенапряжения на упрощенной модели, показанной на рисунке. Предположим, что в момент коммутации на одной или нескольких подстанциях одновременно между заземляющими устройствами подстанций (точки a, б) возникает разность потенциалов. Под воздействием напряжения Uа-б между ними протекает ток. Так как сопротивление скального грунта очень высоко, значительная часть тока протекает по оболочке кабеля (рис. а). Попадая в оболочку через консоль в колодце КК1, ток стекал через консоли в колодцах КК2 и КК3. Пренебрежимо малая часть тока течет из точки а в точку б через заземляющее устройство распределительного шкафа.
Стекающий через консоль КК2 ток за счет электрохимического и термического воздействий на свинцовую оболочку разрушает ее в зоне контакта. В то же время, в КК1 алюминиевый шланг не был поврежден (муфта расположена между точками контакта с консолями в КК1 и КК2, в каком из колодцев – непринципиально). После устранения повреждения оболочки в КК2 между ней и консолью устанавливается изоляционная прокладка. Следующее повреждение по аналогичной схеме происходит в КК3 (рис. б), и опять после ремонта оболочки она изолируется от консоли.
Возникшая снова высокая разность потенциалов между точками а и б теперь привела к тому, что значительная часть тока попадала в точку б через заземление РШ (точка в). Ток в металлической оболочке кабеля Iоб создает ЭДС Еж-об в цепи "жила-оболочка", которая совпадает по фазе с током и ЭДС в цепи "жила-земля" Еж-з, величина которых прямо пропорциональна Iоб.
Реальный случай гораздо сложнее модели, но что произошло, в общем, понятно. За счет взаимной индуктивности между оболочкой и жилами кабеля в последних протекает ток, величина которого зависит от характеристик тока в оболочке, коэффициента взаимоиндукции между жилами и оболочкой, и длины участка, на котором происходит влияние внешних помех. Длина участка, на котором происходили индуктивные наводки на жилы кабеля, постоянно увеличивалась работниками линейной бригады при изоляции кабелей от консолей, что и привело к увеличению наведенной ЭДС в жилах кабеля. Индуцированный ток, проходя через несколько абонентских комплектов, вызвал в них возгорание.
Для тех, кто дочитал до конца и хочет узнать больше, даю ссылки на статьи, в которых это описано Почему загорелся кросс, показанный на фотографии
Подробности о сгоревшей из-за попадания 220 Вольт в кабель АТС
Как из самых лучших побуждений увеличивать наведенную в кабеле ЭДС, пока не загорится АТС.
И две записи в блоге на эту тему: От аварии к катастрофе. Пирамида аварий и надежность технических систем.
Заземление, как источник опасных перенапряжений или ... сиди в своем вагоне и не вылезай